吃饭致癌？气候变化让大米有了惊人变化

稻米是全球数十亿人赖以为生的主食，但一项最新研究指出，气候变化可能会使稻米中的砷含量上升。

稻米是全球超过一半人口的主食，每天食用稻米的人数超过小麦或玉米。

因此，科学家们近日公布的一项研究结果引起了关注：随着碳排放上升、地球气温升高，稻米中的砷含量也会随之上升。

稻米中含有砷的问题早已为人所知。几乎所有稻米都含有砷，这种有害的天然化学物质会累积在水田土壤中，进而渗入种植的稻米之中。不过，米粒中砷的含量变化很大，从远低于监管机构建议的安全上限，到数倍于该上限都有可能。

然而，即使只透过食物或饮水摄入微量的无机砷，也可能导致癌症及多种健康问题，包括心血管疾病和糖尿病。

世界各地的研究人员一直致力于降低稻米中的砷含量。与此同时，也有一些烹煮方式可以帮助去除部分砷（详见文末相关建议）。

中国或增千万宗癌症病例

这项针对无机砷累积的最新研究发现，随着气候变迁，这个问题可能会加剧。研究团队在中国四个地点，于实验条件下栽种了28个不同品种的稻米，并持续观察长达十年。

他们发现，随着大气中的二氧化碳浓度及气温上升，稻米中的砷含量也会增加。随后，流行病学家依据现今的稻米消费量进行模拟，推算砷含量的增加可能会在中国额外导致约1930万宗癌症病例。

“已有无数研究证实无机砷是致癌物，会损害肺部健康、心血管健康——问题清单非常长。”哥伦比亚大学公共卫生学院的环境健康科学副教授刘易斯・齐斯卡（Lewis Ziska）说。

他是这项研究的共同作者。他说：“气候变迁的两大指标——二氧化碳上升与气温上升——都导致了更多的砷累积。”

值得注意的是，研究人员所设想的最坏情境，甚至超过了联合国气候变化专门委员会（IPCC）所采用的高排放“维持现状”情境。

最严重的预测情境是假设从2025年到2050年间，全球气温上升摄氏2度，大气中的二氧化碳浓度增加了200个“百万分之一单位”（ppm）。但这仍提供了一个警示：如果碳排放未受控制，未来稻作可能面临的风险。

虽然这项实验在中国进行，但研究人员指出，这种影响也可能出现在欧洲和美国等地所种植的稻米，因为无机砷在全球稻米中都相当普遍。

“我们不是第一个研究二氧化碳的，也不是第一个研究气温的——但我们是第一个把这两者结合起来，在实地环境中进行观察的人。这正是让我们震惊的地方。”齐斯卡说。

当然，这项研究也有侷限性。例如，它假设到2050年人均稻米摄取量与2021年持平，但事实上，当国家经济变得更富裕，稻米消费往往会下降。

另一方面，它也假设人们将一如既往地以白米为主食，然而白米因加工过程含有的无机砷比糙米少；如果消费倾向转向糙米，砷暴露量可能会更高。

贝尔法斯特女王大学（Queen's University Belfast）生物科学学院教授安德鲁・梅哈格（Andrew Meharg）表示，这是“至今在这一主题上最全面的研究之一。这项研究的严谨程度已经相当高了”。

梅哈格长期研究稻米与砷，但未参与本次研究。

当稻田被淹没时，土壤中的厌氧细菌因缺氧而转化为砷。图像来源，Getty Images

人类早在数百年前便知道砷有毒。它无色、无味、无臭，使其曾经成为古罗马与中世纪欧洲宫廷中下毒的常用手段。但微量单次摄取并不会导致中毒。

过去数十年间，科学家发现即使极低剂量，长期接触砷仍可能对健康造成影响。

尤其是无机砷，更容易与人体内的生物分子结合，产生毒性。虽然它天然存在于岩石与土壤中，但无机砷也可能来自矿业开采、燃煤及其他工业活动的副产物。

这也使无机砷在某些地区的地下水中特别常见，包括南美洲和南亚、中亚的部分地区。但其他地区也并非免疫。例如，美国有超过7%的私人水井使用者、约210万人，饮用水中的无机砷浓度超标。全球约有1.4亿人饮用的水，其砷含量高于世界卫生组织建议值。

除了饮水，全球饮食中摄取无机砷的主要来源就是稻米。像欧洲这样地下水砷含量较低的地区，稻米就是无机砷最大的膳食来源。

问题的关键，在于全球约75%的稻米是以灌溉水田的方式种植。齐斯卡解释，水田能有效压制杂草，因为稻米能在水中生长，而杂草无法，“这让稻米赢过杂草，不需要喷药、不需要人工除草。但缺点是，因为田地被淹没，土壤中没有氧气。”

在这种缺氧环境中，土壤中的厌氧细菌会将砷当作呼吸时的电子受体来代替氧气。这些细菌再与土壤中的其他矿物质反应，使砷更容易被植物根部吸收。

“当你改变土壤环境、让氧气更少时，砷就会开始发挥作用，”齐斯卡说。土壤的微生物生态因此改变，让喜欢砷的细菌大量繁殖。

研究人员预测，随着气温与二氧化碳浓度上升，这种状况将会恶化。“土壤里的细菌有了更多碳，加上气候变暖，活动变得更加旺盛，”

齐斯卡说，“这是一种综合作用。你让细菌因高温而更快乐，又给它们更多碳，它们就变得非常活跃。”

他和团队在其为期十年的研究中发现，他们所栽种的28种稻米中，有约九成出现上述情况。

图像来源，Getty Images

无机砷增各种癌症风险

让公共卫生专家忧心的是，随着对无机砷的研究越深入，其对人体健康的危害似乎越大。

美国国家环境保护局（EPA）于2025年1月更新了对无机砷“致癌效力因子”的评估，综合所有新近研究后认定：“砷作为致癌物的效力比我们之前认为的更强。”约翰霍普金斯大学布隆伯格公共卫生学院环境健康与工程学教授、研究共同作者基夫・纳赫曼（Keeve Nachman）表示。

现在已有充分证据显示，砷不仅增加皮肤癌风险，还会提高肺癌和膀胱癌的风险。

除了癌症，无机砷也会提高罹患心脏病与糖尿病的风险。若孕妇摄入，还会增加胎儿或婴儿死亡的风险，或导致婴儿出生体重过轻——可能终生罹患心血管疾病，或出现神经发育问题。

对个人而言，风险也许微小。例如，美国环保局最新的评估发现，每日摄入每公斤体重0.13微克无机砷（相当于一位60公斤成人每日摄入7.8微克），罹患膀胱癌的风险会增加约3%，罹患糖尿病的风险约增加1%。

但在稻米食用量高的人群中，即使是微小风险也会积累起来。如果齐斯卡团队的预测成真，数十年来仰赖稻米为主食的族群，将可能承担相当大的疾病负担。

如果每人每天摄入每公斤体重0.13微克的无机砷，美国环保局估算，与完全不摄入无机砷的人相比，每一万人中会额外出现以下健康风险：8人罹患膀胱癌、10人罹患肺癌、110人罹患缺血性心脏病、129人罹患糖尿病。

稻米中的无机砷含量变化非常大。但有研究指出，全球稻米中的无机砷含量中位数为每公斤66微克。欧盟已于2023年将稻米中无机砷的含量上限订为每公斤200微克。

科学家研究各种降砷方法

那么，除了减碳、控制气温上升，还能怎么做？

“我们不能假装能把稻米从餐桌上拿掉，那是不现实的。”纳赫曼说。稻米不只是重要的食物文化，对生活贫困的人来说，甚至每日一半热量来自稻米。“但我们需要改变种植方式”。

研究人员也在测试不同的水资源管理方式是否能降低稻米中的砷含量。

比如有一种方法是在田地中间断性地淹水与排水，这样的确能减少砷含量，“但这又会增加镉含量，”梅哈格说，“而镉被视为毒性更大的威胁。”镉会导致乳癌、肺癌、摄护腺癌、胰脏癌与肾脏癌，还可能引发肝病与肾病。

另一方向是育种，开发吸收较少无机砷的稻米品种，但研究人员表示目前尚未成功。

部分稻米品种确实累积的无机砷较少，也有人在探索这些品种的种植潜力。

其他解决方法包括：在灌溉水中加入像砷一样会吸收电子的硫，或施用特定肥料改变土壤微生物环境——一种有效的配方包括百里香与鸟粪。但这些方法都仍需更多研究。

另一可能的方法是在雨量充沛的条件下种植稻米，或选择土壤与灌溉水中砷含量较低的地区。例如，来自东非和印尼的稻米多为雨水灌溉，无机砷含量特别低。而美国、中南美洲、东南亚、欧洲与澳洲种植的稻米则含砷较高。

研究人员也呼吁对食品中的砷暴露加强监测与规范。“政策制定者数十年来都行动迟缓。”梅哈格说。

目前，美国食品药品管理局（FDA）未全面规范稻米中的砷含量，只对儿童食用的米设定上限为0.1毫克/公斤。欧盟2023年设下0.2毫克/公斤的标准；中国也提出类似限值。但这些标准未考虑某些族群摄取稻米远多于其他族群。

“确实有方法可以减少无机砷，但这需要根本改变现行的稻作管理方式，”齐斯卡说，“这个问题值得关注，因为它牵涉到全球非常多的人。”

改变煮饭方式

如果希望减少从稻米中摄取砷的量，有几种做法可以考虑。

首先，不同品种的稻米所含的无机砷量不一。白米的无机砷含量通常低于糙米，但其营养价值也较低。巴斯马蒂米（Basmati rice）的无机砷含量则低于其他米种。

此外，某些地区所产的稻米——包括东非——其砷含量也比其他地区（如美国、欧洲和东南亚的部分地区）来得少。

英国谢菲尔德大学（University of Sheffield）的研究人员最近还发现了一种烹煮方法，可以有效去除稻米中的砷。他们的方法能去除糙米中约50%的砷、白米中则可去除达74%。

他们建议，先用预煮过的热水将米烫煮5分钟，再沥干，接着加入新水，以小火煮至水分完全被吸收。

英国食品标准局则建议，在煮饭前先将米冲洗干净，接着以六份水对一份米的比例烹煮，煮好后再沥干并再次冲洗。